|
|
EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
MIPI接口介绍 1 w! r4 e; d: y8 c3 X
# x$ A- ?2 p% ~# O( \
一、MIPI
/ O0 Z9 n, A+ L$ q# ~9 ^6 e
I- Z" R0 G6 z. `" z1 [/ \MIPI（移动行业处理器接口）是Mobile Industry Processor InteRFace的缩写。MIPI（移动行业处理器接口）是MIPI联盟发起的为移动应用处理器制定的开放标准。
! s$ h5 s. I' }9 b1 @( y2 T" W- B. r4 Q% I$ E9 E, G% u
已经完成和正在计划中的规范如下：
% ]6 x2 D* U' Y
0 e3 ]) c3 }4 n; b6 E H2 P* z# G l$ } ^8 x
$ n: V5 k. s) d B* k: k
$ `; M: ~& y: D' a
% o3 G% p3 K( j0 Z( L5 w4 o; f二、MIPI联盟的MIPI DSI规范
$ C% ]% U- {& w% O
4 U# R; @% f* U1、名词解释+ |7 \! Z4 C- m6 {
9 N+ F6 h! f9 m- u" o
• DCS (DisplayCommandSet)：DCS是一个标准化的命令集，用于命令模式的显示模组。$ ~, x, I- p& k# {* n
• DSI, CSI (DisplaySerialInterface, CameraSerialInterface. ^8 X$ `+ U9 A. r1 l. h; k
• DSI 定义了一个位于处理器和显示模组之间的高速串行接口。
* K9 n6 O: ]* Y- R( t0 D • CSI 定义了一个位于处理器和摄像模组之间的高速串行接口。
0 Q/ @2 w& s+ d+ v) I8 P• D-PHY：提供DSI和CSI的物理层定义
$ F' `7 p, o4 s% i R3 x2、DSI分层结构
0 o% `/ U2 \' t3 r. s. W; nDSI分四层，对应D-PHY、DSI、DCS规范、分层结构图如下：! |0 G7 }! M' S8 x7 i
• PHY 定义了传输媒介，输入/输出电路和和时钟和信号机制。
) i# G. h! K9 T1 i4 a• Lane Management层：发送和收集数据流到每条lane。
. \3 W( W+ x, {1 t5 `6 V( `0 X• Low Level Protocol层：定义了如何组帧和解析以及错误检测等。: S8 g. \$ i" q% y
• Application层：描述高层编码和解析数据流。! w- S* L" T% u4 J1 j3 M) C
8 t5 \, S7 P, _! D
$ j/ T( d+ i% m7 A4 ?
x" t3 L. S7 T; A' g/ R3、Command和Video模式9 }* X$ b% m7 |) X
• DSI兼容的外设支持Command或Video操作模式，用哪个模式由外设的构架决定
. |7 ?) O0 F9 \, K* o• Command模式是指采用发送命令和数据到具有显示缓存的控制器。主机通过命令间接的控制外设。Command模式采用双向接口4 Y* g( Z& q8 w0 N
• Video模式是指从主机传输到外设采用时实象素流。这种模式只能以高速传输。为减少复杂性和节约成本，只采用Video模式的系统可能只有一个单向数据路径
& [/ d$ ^: x1 Q @8 A! f- o$ o
0 Y |# H" o2 K! t9 `9 j* Z: u( e# y
/ m* t! m' n# |$ w* b# e( ^三、D-PHY介绍* X3 M7 R5 a* G) x& E/ \/ B3 c
- ^$ h$ T% H& o& X# n9 K
1、 D-PHY 描述了一同步、高速、低功耗、低代价的PHY。* V7 O" J( o9 d- W; C
; Z! S3 A% S3 s- F7 Q) n$ u• 一个 PHY配置包括
9 B( m( B* b- p$ E. X • 一个时钟lane- n5 u1 O2 T n; a
• 一个或多个数据lane# ?' h) d7 ?: d- Y7 m4 P
• 两个Lane的 PHY配置如下图* {3 S% x# G$ d& ^! @
V0 \# K5 A# o: p3 l
• 三个主要的lane的类型
. v- d' ?% X T4 _% Z' k • 单向时钟Lane6 r8 y0 b2 C! n {- p: p. T3 b @
• 单向数据Lane
5 P! B7 i O q- v6 W • 双向数据Lane
0 A& \' }# S( m7 C• D-PHY的传输模式
k, Z% t- H2 J0 s$ x5 U • 低功耗（Low-Power）信号模式（用于控制）：10MHz (max)7 F# Z- U! y' B
• 高速（High-Speed）信号模式（用于高速数据传输）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane
8 L J Z) t1 \# w' U• D-PHY低层协议规定最小数据单位是一个字节
* i5 k* k( ~3 }1 v& n% B7 T) d* e • 发送数据时必须低位在前，高位在后.5 {& Y! t8 r2 B, Y/ q
• D-PHY适用于移动应用- W$ W) I# d3 r! s
• DSI：显示串行接口6 J% M, f9 o1 S* `
• 一个时钟lane，一个或多个数据lane
# c9 q/ T/ T P1 ^ • CSI：摄像串行接口: H; R" A; X- I4 J$ A4 r5 f% b# T( r; P; w
2、Lane模块
$ f* w. K( S( z3 _• PHY由D-PHY(Lane模块)组成' s' Z1 e$ T3 Z$ R
• D-PHY可能包含：
0 y. E1 O- P8 ~3 ^ • 低功耗发送器（LP-TX） 1 m3 R* a8 c; Z; d
• 低功耗接收器（LP-RX）% V/ P4 J G* Y
• 高速发送器（HS-TX） : t3 K& n/ u' h* X) x! G! D C
• 高速接收器（HS-RX）
, R {' a) |1 Y0 k5 A# N w • 低功耗竞争检测器（LP-CD）
+ Y: _" {" Z' \3 L• 三个主要lane类型) j0 g+ D0 E6 k" P( o
• 单向时钟Lane1 f: C# ^( L- I4 S1 }4 p
• Master：HS-TX, LP-TX, s7 ~/ L8 V1 k- Q% m' [/ S
• Slave：HS-RX, LP-RX, a7 b3 p9 N8 K1 F6 H& \; Q1 U" v6 b
• 单向数据Lane$ i* u7 E. l0 z; v
• Master：HS-TX, LP-TX
1 c8 f1 k, ?' e5 A* j3 N4 ?2 _ • Slave：HS-RX, LP-RX4 j! a& M9 J J* C. ~5 \: Z
• 双向数据Lane
m2 Y1 A0 u" K • Master, Slave：HS-TX, LP-TX, HS-RX, LP-RX, LP-CD# L/ ]* v. Y$ H( p
3、Lane状态和电压1 {. o, l5 ]) k0 ~
• Lane状态
0 z& Y; A- A% p: l. ]3 T/ q • LP-00, LP-01, LP-10, LP-11 (单端)/ {( d6 d+ a w! t$ p
• HS-0, HS-1 (差分)8 c9 B+ c, h9 w2 l
• Lane电压（典型） ) S' T4 d4 f7 L. a/ u
• LP：0-1.2V* J9 q9 _/ ?2 a+ P: H* J1 D
• HS：100-300mV (200mV)
Q/ l- n# W- P" ]- ]4、操作模式
. i8 C( O+ p5 x5 ?* D4 u- c5 s( w • 数据Lane的三种操作模式
5 E) x% u. r* P7 l9 S# R5 L1 l9 E • Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode
* t( n( p7 h: y! | •从控制模式的停止状态开始的可能事件有： " }* Y) N3 n- s( R5 y
• Escape mode request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00)) y# j+ W* T7 z$ C6 c+ C! v
• High-Speed mode request (LP-11→LP-01→LP-00)
' k$ ?8 R% [, s • Turnaround request (LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00)
+ [6 E4 C, m4 P4 w2 A; U) j • Escape mode是数据Lane在LP状态下的一种特殊操作 8 C7 A6 d& W0 M! x! f6 X
•在这种模式下，可以进入一些额外的功能：LPDT, ULPS, Trigger! F7 H) P& l3 _& P0 W6 s8 S2 V5 V
•数据Lane进入Escape mode模式通过LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00. l5 H/ K) ?# E, ^# C7 e r
•一旦进入Escape mode模式，发送端必须发送1个8-bit的命令来响应请求的动作
7 s# {5 W. z" A& j0 j • Escape mode 使用Spaced-One-Hot Encoding) ~# {5 {2 ], e* K( j
•超低功耗状态（Ultra-Low Power State）+ h) O+ C3 N a- g6 S
•这个状态下，lines处于空状态 (LP-00)9 b- P Y- h6 L! d; ~2 ?% @
• 时钟Lane的超低功耗状态& D4 i ^4 g4 V# U0 V" D
•时钟Lane通过LP-11→LP-10→LP-00进入ULPS状态# F5 A4 y" `$ L* c3 X
•通过LP-10 → TWAKEUP →LP-11退出这种状态，最小TWAKEUP时间为1ms& O- d; Q: @( p, l
• 高速数据传输
# [( e, {* o7 a+ Q •发送高速串行数据的行为称为高速数据传输或触发（burst）% c5 [8 e$ j: p$ j
•全部Lanes门同步开始，结束的时间可能不同。1 g; }5 k2 F$ _2 ^, Q4 l. j
•时钟应该处于高速模式3 S, m) A) d n
• 各模操作式下的传输过程
$ w4 o2 d! |0 M( F2 O( E" T •进入Escape模式的过程 ：LP-11→LP-10→LP-00→LP-01→LP-00→Entry Code → LPD (10MHz)
$ Q ? H7 L# L* |* e •退出Escape模式的过程：LP-10→LP-11! P. c1 i8 B# y/ x
•进入高速模式的过程：LP-11→LP-01→LP-00→SoT(00011101) → HSD (80Mbps ~ 1Gbps)
7 J( b; L7 t3 `' H, G: }( ? •退出高速模式的过程：EoT→LP-11
( [5 T& F2 Y% Y/ `4 q •控制模式 - BTA 传输过程：LP-11→LP-10→LP-00→LP-10→LP-00
) r8 C S" s9 \" L7 ^5 D" @2 ` •控制模式 - BTA 接收过程：LP-00→LP-10→LP-11! m* c; ~& `2 _7 i
• 状态转换关系图
2 G. s* p9 B% n2 U5 l, h) V- V( P* D) D3 Z
$ q& ]1 X7 d' f- W% P! R' ]
四、DSI介绍# V. h8 N# x4 a R
1、DSI是一种Lane可扩展的接口，1个时钟Lane/1-4个数据Lane9 N2 h# {2 I) o3 g/ g: J2 R
• DSI兼容的外设支持1个或2个基本的操作模式：2 V' _, o% u: J. Z# k6 u
• Command Mode（类似于MPU接口）
5 c5 j/ \0 ~3 \ • Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据，支持3种格式的数据传输2 _2 m4 k$ H4 `# w$ R$ M
• Non-Burst 同步脉冲模式
; e+ P. i7 m$ F: c s • Non-Burst 同步事件模式, F' x6 H/ u! d0 ?1 t' z
• Burst模式* p; ^2 t s1 \- u# t( e7 n* Y5 t
• 传输模式：
2 ]) s# B, u$ e • 高速信号模式（High-Speed signaling mode）: U, s7 s- D8 y2 y7 n5 {# `
• 低功耗信号模式（Low-Power signaling mode） - 只使用数据lane 0（时钟是由DP，DN异或而来）。
& M* u0 B; f2 e • 帧类型/ j/ a2 W0 v0 }" H! H
• 短帧：4 bytes (固定)6 M) u1 y6 {! A S E
• 长帧：6~65541 bytes (可变)
# m/ @& ^- o6 L( Z2 g
! w/ M4 o5 \! u: R4 R• 两个数据Lane高速传输示例7 c. v7 K9 S2 ]; A- e3 V B
, s% j3 X& z& |/ W1 ?: W; w8 o; o5 ?; m: R* j& l- v! h2 @1 C
2 f: ~6 Z8 m8 s. |# h" o, Y
2、短帧结构
( n0 o$ L1 f, Q, E. j • 帧头部（4个字节）
2 D# e; d) u( s • 数据标识(DI) 1个字节' i4 V( k6 x4 E$ S
• 帧数据- 2个字节 （长度固定为2个字节） `: ]0 h7 F0 V- C) z% R
• 错误检测(ECC) 1个字节
/ ^6 k" D' W, ]& Y • 帧大小
) N% q% d+ g9 J0 ]/ C6 H • 长度固定为4个字节
8 h# q8 m0 {/ D# f. M$ Q9 J+ U3、长帧结构8 ?2 n, t" |% |
• 帧头部（4个字节）
( U- x! h) L/ y3 W5 A2 w! ` • 数据标识(DI) 1个字节
V1 O2 a: G# H3 I • 数据计数- 2个字节 （数据填充的个数）
" W, d8 s) m [1 v, g- L5 N- j) c • 错误检测(ECC) 1个字节
3 H" U# j7 g- T& R •数据填充(0~65535 字节)6 S0 H6 q) x& S% |
• 长度=WC*字节
' y+ a, J C7 c& D1 _/ w* E. T# x • 帧尾：校验和（2个字节）
9 U, }: I& Y5 L' V • 帧大小：
2 X8 S+ U7 z6 z; F • 4 + (0~65535) + 2 = 6 ~ 65541 字节
8 h1 {. d. \7 U. @) S: z6 {$ ], q6 G! @& {+ F
4、帧数据类型4 r( k* q' _; T
4 R% I8 p9 D4 A# \) J
" S+ ?6 D# }0 D* d+ G6 Z8 E
6 z% Q( _# c# _- z
" L/ N* F! q" h L7 e- ]( |! ~
五、MIPI DSI信号测量实例1 I) j8 `& S3 L& Z% l% o
4 Y4 t* N8 e) t! E) ]. x8 a: s- V" V1、MIPI DSI在Low Power模式下的信号测量图
. s6 Z% R/ \4 T" D- Q8 p
; o1 Z1 V# q, G* {9 f: Y $ ~) ~. i3 E) c" h2 c6 x
$ j2 ~% ?& u* O+ ?1 @! Y {
2、MIPI的D-PHY和DSI的传输方式和操作模式' ]! z# I. H% x {2 B
; s V1 Y7 D; m; I4 y; r; ^
• D-PHY和DSI的传输模式1 l( N# x" m" C5 _; ?4 L' U4 w
• 低功耗（Low-Power）信号模式（用于控制）：10MHz (max)$ T# o1 m3 ~& Y0 t) o' g* V
• 高速（High-Speed）信号模式（用于高速数据传输）：80Mbps ~ 1Gbps/Lane! ~9 ?. k7 c$ Z6 s- U; H
• D-PHY的操作模式- O) ~: V1 B5 y" ]. ?
• Escape mode, High-Speed(Burst) mode, Control mode
* o/ A* y4 J& h• DSI的操作模式# B) c& ^8 P: f) @3 t; @; i P9 e) i
• Command Mode（类似于MPU接口）
1 q' N* W7 v3 \+ i • Video Mode（类似于RGB接口）- 必须用高速模式传输数据8 ]* `; c* C" o
3、小结论
% a+ a& f. F- M. c+ Y& g• 传输模式和操作模式是不同的概念
5 v( {" z7 T/ E$ r# t5 l( }5 ^• Video Mode操作模式下必须使用High-Speed的传输模式8 T) I0 @" z6 ~% [8 }' w
• Command Mode操作模式并没有规定使用High-Speed或Low Power的传输模式，或者说- s) K' H0 ?1 t1 |
• 即使外部LCD模组为Video Mode，但通常在LCD模组初始化时还是使用Command Mode模式来读写寄存器，因为在低速下数据不容易出错并且容易测量。
* j& u0 `" C4 @• Video Mode当然也可以用High-Speed的方式来发送指令，Command Mode操作模式也可以使用High-Speed，只是没有必要这么做。1 l) U$ O4 {" R/ _ r& V+ y2 L
|
|
/1 
发表于 2019-3-11 11:03
收藏
淘帖
支持！
反对！